2022年高考物理总复习 第11章 第2课时 变压器 电能的输送课时作业（含解析）

2022年高考物理总复习 第11章 第2课时 变压器 电能的输送课时作业（含解析）一、单项选择题1.(xx莆田质检)如图1所示，一理想变压器原线圈匝数 n11 000匝，副线圈匝数n2200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u220sin 100t V副线圈中接一电动机，电阻为11 ，电流表A2示数为1 A电表对电路的影响忽略不计，则()图1A此交流电的频率为100 HzB电压表示数为220 VC电流表A1示数为5 AD此电动机输出功率为33 W【答案】D【解析】由2f得交流电的频率为50 Hz，故A错误；电压表、电流表测量所得的是交变电流的有效值，故电压表读数为220 V，故B错误；由可知I1I20.2 A，故C错误；由P出P入P热U1I1IR33 W，故D正确2(xx广州模拟)图2是远距离输电的示意图，下列说法正确的是()图2Aa是升压变压器，b是降压变压器Ba是降压变压器，b是升压变压器Ca的输出电压等于b的输入电压Da的输出电压等于输电线上损失的电压【答案】A【解析】远距离输电先升压，再降压，选项A正确，B错误；由于输电线有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与损失的电压之和，选项C、D均错3(xx湖南十校联考)如图3所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin 314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(R2的阻值随温度升高而减小)，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在位置处出现火警时，以下说法中正确的是()图3AA1的示数不变，A2的示数增大BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大DV1的示数不变，V2的示数减小【答案】D【解析】当传感器R2所在位置处出现火警时，温度升高，R2的阻值减小，副线圈负载总电阻减小，故电流增大，所以电压表V2的示数减小，A2的示数减小，输出功率增大，故输入功率增大，而V1的示数不变，所以A1的示数增大，D正确二、双项选择题4(xx肇庆一模)如图4所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20 的电阻串联后接在副线圈的两端图中电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈匝数分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V则()图4A电流表的读数为0.5 AB流过电阻的交流电的频率为100 HzC变压器原线圈两端电压的最大值为20 VD交流电源的输出功率为2.5 W【答案】CD【解析】本题考查变压器的工作原理及其基本关系，意在考查考生对变压器的工作原理的理解理想变压器原、副线圈中交流电的频率相同，故流过电阻的交流电的频率为50 Hz，B项错；原线圈和副线圈的匝数比，I20.25 A，解得I10.125 A，A项错；交流电源的输出功率为2.5 W，D项正确；根据可得变压器原线圈两端电压U120 V，故变压器原线圈两端电压的最大值为20 V，C项正确5理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是()A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101D正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为11【答案】BD【解析】对于理想变压器，原、副线圈每一匝的磁通量均相等，且变化率也相同，A、C错，B对正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率相同，为11，D对6如图5是手机的充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都当做理想元件，已知变压器的原副线圈匝数比为201，A、B端输入电压为U1220sin 100t(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)()图5A输出电压的有效值为11 VB输出电压的有效值为5.5 VCCD端的输出功率和AB端输入功率之比为12DCD端的输出功率和AB端输入功率之比为11【答案】BD【解析】本题考查变压器的知识，意在考查学生交变电流的有效值以及变压器输入功率与输出功率之间的关系由于OD为副线圈的中心抽头，则AB与CD线圈匝数之比为401，线圈CD间电压最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交流电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，选项A错误，选项B正确变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，选项C错误，选项D正确7如图6所示为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是()图6A减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减少电路发热损耗的C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【答案】BD【解析】导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失也就越小，A错；在输送功率一定的前提下，提高输电电压U，由I知，能减小电流I，从而减小发热损耗，B对；若输送电压一定，由I知，输送的电功率P越大，I越大，发热损耗就越多，C错；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D对8.如图7原线圈2 200匝，副线圈440匝的理想变压器，副线圈上接有一个100 的负载电阻，原线圈通过单刀双掷开关与直流或交流电源相连，直流电源输出电压50 V，交流电源输出电压u50sin 100t(V)，则下列判断正确的是()图7AS接a时，电流表的示数为0.1 ABS接b时，电流表的示数为0.07 ACS接b时，电阻消耗的功率为0.5 WDS接b时，流过电阻的电流频率为50 Hz【答案】BC【解析】本题考查变压器的规律，意在考查学生对变压器原理的理解原线圈接直流电源时，由于原线圈中的电流恒定，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，电流表示数为零，A错；接交流电源时，副线圈的电压u2u10sin 100t(V)，所以电流表的示数为 A0.07 A，B对；电阻消耗的功率为W0.5 W，C对；变压器不改变电流的频率，流过电阻的电流频率为 Hz50 Hz，D错9某小型水电站的电能输送示意图如图示发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()图8A.B.U3，所以，A正确，B、C不正确；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确10.xx年入春以来，云南省部分地区出现严重旱情，导致大面积农作物受灾，大量群众饮水困难目前旱情仍在继续为帮助灾区抗旱，电力部门加大了对灾区的电力供应如图9所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器不变，若发电厂增大输出功率，则下列说法正确的是()图9A升压变压器的输出电压不变B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例减小【答案】AC【解析】本题考查交流电的知识，意在考查考生对变压器原理、远距离输电的了解发电厂的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，A对；发电厂输出功率增大，则输电线中电流增大，导线上损耗功率和损耗电压增大，降压变压器的输入、输出电压减小，B错，C对；输电线上损耗的功率与总功率的比值为，该比值随电流的增大而增大，D项错三、非选择题11如图10甲是一理想变压器的电路连接图，图10乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，电流表A2的示数为2 A，开关S断开，求：图10(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况【答案】(1)40 W20 V(2)A1示数增大A2示数增大V示数不变【解析】(1)由题图乙可知输入电压的有效值U1200 V由得U220 V变压器的输入功率P1等于输出电功率P2故P1P2U2I2202 W40 W.(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；副线圈的输出功率增大，原线圈的输入功率随之增大，电流表A1的示数增大12某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线总电阻为6 .(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1n2221 的变压器降压，求用户得到的电压【答案】(1)16.62 kW(2)226.18 V【解析】(1)输电线上的电流为I A52.63 A输电线路损耗的功率为P损I2R52.6326 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流为I A4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(5 00046) V4 976 V根据，用户得到的电压为U2U14 976 V226.18 V.